Микроскопы спасали жизни на протяжении десятилетий, помогая диагностировать любое количество смертельных заболеваний, но во многих частях мира их не хватает.
Это скоро изменится. Технология превращает смартфоны, iPad и даже бумагу в долговечные ультрапортативные микроскопы, которые стоят всего несколько долларов.
Ученые Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США создали небольшое устройство, которое закрепляется на смартфоне или планшете, превращая объектив камеры в микроскоп. Они использовали 3D-принтер для создания насадки, которая содержит недорогую стеклянную бусину, обеспечивающую увеличение. После прикрепления вы можете удерживать стандартное предметное стекло с образцом, который хотите увеличить, вплоть до бусинки и просматривать на экране. Существуют три конструкции линз: увеличение 100X для просмотра кристаллов соли или структуры листа, версия 350X, которая может идентифицировать паразитов в крови (малярия) или простейших в питьевой воде (криптоспоридий), и опция 1000X, которая может идентифицировать споры сибирской язвы. План приложения доступен в Интернете, поэтому, если у вас есть доступ к 3D-принтеру и материалам на сумму около доллара, вы можете сделать свой собственный.
Этот 3D-печатный микроскоп для мобильных устройств позволяет выявлять паразитов в крови. (Тихоокеанская Северо-Западная Национальная Лаборатория) Доктор Стив Ли, ученый из Австралийского национального университета, нашел способ буквально испечь линзы микроскопа в духовке и прикрепить их к смартфонам. Думайте Shrinky Dinks, но используя тот же материал, что и в контактных линзах. Чтобы создать линзы, Ли помещает каплю гелеобразного силиконового полимера под названием полидиметилсилоксан (PDMS) на предметное стекло и выпекает его при температуре 158 градусов по Фаренгейту, пока он не затвердеет. Ли кладет еще одну каплю PDMS на базу. Слайд переворачивается и снова выпекается, используя гравитацию для формирования капли. Для создания оптимальной формы линзы можно нанести больше капель. По окончании объектив сдвигается в небольшую рамку, сделанную 3D-принтером, которая надевается на объектив камеры смартфона. Хотя он не очень мощный (всего около 160 раз), он может использоваться в качестве дерматоскопа для диагностики кожи, чтобы помочь диагностировать такие заболевания, как меланома. Этот крошечный объектив стоит всего несколько долларов, чтобы создать.
Набор капельных линз на покровном стекле микроскопа, проведенный исследователем АНУ Стивом Ли. (Стюарт Хей) Если 3D-принтер и смартфон находятся вне зоны досягаемости, есть вариант с низкими технологиями, который вы можете собрать из листа бумаги менее чем за доллар. Разработанный исследовательской группой PrakashLab в Стэнфордском университете, Foldscope - это оптический микроскоп в стиле оригами, который может обеспечить увеличение более чем в 2000 раз. Он приходит на листе бумаги, а вы просто снимаете детали и начинаете складывать. Там нет письменных указаний, поэтому дизайн довольно интуитивно понятен. После сборки вы можете использовать его для просмотра распространенных бактерий и паразитов со стандартными предметными стеклами. Все, что нужно для изготовления Foldscope, - это лист полипропиленовой бумаги с микроскопическим дизайном, линза с низким магнитным напряжением 140X или линза с сильным магнитным сигналом 2, 180X (в зависимости от применения), 3-вольтовая аккумуляторная батарея, белый светодиод, электрический слайдер и медная лента.
Создатели Foldscope говорят, что их миссия двояка: повлиять на научное образование, осуществив мечту о том, что «каждый ребенок в мире должен носить с собой микроскоп», и повлиять на здоровье в мире, разработав специальные инструменты для болезней, предназначенные для диагностики, чрезвычайно надежные и прост в использовании медицинскими работниками. В настоящее время продукт находится в стадии бета-тестирования с 10 000 пользователей.
Эта статья была первоначально опубликована редакционной группой XPRIZE, которая разрабатывает и проводит стимулированные конкурсы, чтобы добиться радикальных прорывов на благо человечества.
